論文摘要

論文名稱：磨粒流拋光介質(zhì)性能表征與調(diào)控方法的研究

論文作者：大連理工大學(xué)/魏海波

指導(dǎo)教師：王續(xù)躍《研究領(lǐng)域：主要研究方向?yàn)榧す饩芗庸ぜ夹g(shù)、特種加工技術(shù)、工件快速成形制造技術(shù)?！?、高 航《研究領(lǐng)域：高性能復(fù)合材料的高質(zhì)高效加工技術(shù)與裝備、軟脆材料超精加工技術(shù)、復(fù)雜曲面精加工技術(shù)與裝備等?！?/p>

航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為影響我國(guó)國(guó)防安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高端戰(zhàn)略裝備，其整體葉盤等復(fù)雜曲面零件高性能精加工一直是制約我國(guó)相關(guān)裝備制造的關(guān)鍵難題。磨粒流拋光技術(shù)廣泛應(yīng)用于復(fù)雜曲面零件表面拋光，其拋光介質(zhì)性能是決定拋光效果的關(guān)鍵因素，國(guó)外對(duì)拋光介質(zhì)的配方和性能調(diào)控絕對(duì)保密甚至壟斷，成為制約我國(guó)磨粒流拋光技術(shù)發(fā)展的主要“卡脖子”點(diǎn)。

為此，論文提出了拋光介質(zhì)流變性能檢測(cè)與表征方法，建立了復(fù)雜曲面磨粒流拋光材料去除模型，提出了針對(duì)零件特性的拋光介質(zhì)性能調(diào)控新方法，研制出拋光性能優(yōu)良的磨粒流拋光介質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代與批量應(yīng)用，論文的創(chuàng)新性和突破性體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：

(1) 建立了基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)雜曲面材料去除精準(zhǔn)預(yù)測(cè)新模型，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

提出了拋光介質(zhì)流變性能檢測(cè)方法，基于Maxwell模型和C-M定律，綜合考慮介質(zhì)粘彈性和磨粒的影響，建立了拋光介質(zhì)粘彈性本構(gòu)，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，形成了拋光介質(zhì)粘彈性表征方法。

(2) 提出了針對(duì)零件特性的磨粒流拋光介質(zhì)性能調(diào)控新方法。

提出了復(fù)雜曲面磨粒流拋光一致性創(chuàng)成評(píng)估方法，給出了基于零件特性的拋光目標(biāo)反求策略，綜合考慮復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)、材料特性等，提出了拋光介質(zhì)性能調(diào)控新方法。

(3) 自主研制了一種新的高性能磨粒流拋光介質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

研制出拋光性能優(yōu)良的磨粒流拋光介質(zhì)，解決了介質(zhì)易粘黏壁面、耐熱穩(wěn)定性差、性能易衰變等難題，部分性能達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品先進(jìn)水平，為推廣高性能拋光介質(zhì)國(guó)產(chǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

本文的研究工作及成果已在國(guó)內(nèi)航空葉盤/輪、3D打印件、絲錐刀具等復(fù)雜曲面零件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)或批量應(yīng)用，對(duì)于發(fā)展國(guó)產(chǎn)化、高性能的磨粒流拋光技術(shù)具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

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論文名稱：大型海上浮式風(fēng)機(jī)非定?？諝鈩?dòng)力學(xué)特性研究

論文作者：上海交通大學(xué)/溫斌榮

指導(dǎo)教師：董興建《研究領(lǐng)域：海上浮式風(fēng)機(jī)、動(dòng)力學(xué)與控制、智能材料與結(jié)構(gòu)、信號(hào)分析與智能運(yùn)維、微波感知技術(shù)?！?、彭志科《研究領(lǐng)域：海上浮式風(fēng)機(jī)、動(dòng)力學(xué)與控制、智能材料與結(jié)構(gòu)、信號(hào)分析與智能運(yùn)維、微波感知技術(shù)?！?/p>

大型海上浮式風(fēng)機(jī)是一種結(jié)合了現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)和漂浮式結(jié)構(gòu)物技術(shù)的新型風(fēng)電裝備，應(yīng)用前景廣闊，已成為世界各國(guó)競(jìng)相角逐的技術(shù)高地。充分認(rèn)識(shí)浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)特性是浮式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，具有重要的學(xué)術(shù)和工程意義。浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的非定常特性顯著，現(xiàn)有研究仍面臨氣動(dòng)載荷特征認(rèn)識(shí)不充分、發(fā)電性能計(jì)算不準(zhǔn)確、缺乏有效試驗(yàn)研究方法等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，本文開(kāi)展了系統(tǒng)深入研究，主要包括：

(1) 針對(duì)浮式風(fēng)機(jī)服役環(huán)境和結(jié)構(gòu)特征，厘清了影響浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的主要非定常因素。針對(duì)浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的強(qiáng)非定常特征，發(fā)展了基于升力線-自由渦尾跡的浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能分析方法。圍繞典型定常/非定常工況，開(kāi)展了系統(tǒng)的計(jì)算方法有效性測(cè)試分析，驗(yàn)證了所用數(shù)值方法的準(zhǔn)確性和可靠性。

(2) 系統(tǒng)研究了浮式平臺(tái)縱蕩作用下的浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)載荷性能，揭示了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)載荷的動(dòng)力學(xué)作用機(jī)制，探明了平臺(tái)縱蕩頻率和縱蕩幅值對(duì)氣動(dòng)載荷的影響規(guī)律。建立了模型風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)研究方法，驗(yàn)證了數(shù)值模擬所得規(guī)律的準(zhǔn)確性。

(3) 針對(duì)浮式平臺(tái)縱搖運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)風(fēng)速場(chǎng)的時(shí)空分布特征，提出了浮式平臺(tái)縱搖運(yùn)動(dòng)等效風(fēng)切變模型（PPI風(fēng)切變）。探討了傳統(tǒng)風(fēng)切變和PPI風(fēng)切變作用下的浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)載荷和尾跡分布特征。研究了影響PPI風(fēng)切變的關(guān)鍵參數(shù)及其對(duì)浮式風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響規(guī)律。

(4) 研究了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響下浮式風(fēng)機(jī)瞬時(shí)功率特性，發(fā)現(xiàn)并揭示了瞬時(shí)功率系數(shù)過(guò)沖現(xiàn)象。提出了等效湍流強(qiáng)度指標(biāo)，以定量描述平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)浮式風(fēng)機(jī)發(fā)電性能的影響規(guī)律，建立了浮式風(fēng)機(jī)功率性能三參數(shù)描述模型，得到了全工作域內(nèi)的浮式風(fēng)機(jī)功率性能曲線。

(5) 提出了基于展向載荷匹配的氣動(dòng)性能相似風(fēng)輪設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了較寬翼尖速比范圍內(nèi)風(fēng)輪推力的良好匹配。建立了基于光纖感知的浮式風(fēng)機(jī)葉片載荷監(jiān)測(cè)方法，研究了不同風(fēng)浪流作用下浮式風(fēng)機(jī)非定常葉片載荷響應(yīng)，為浮式風(fēng)機(jī)服役性能評(píng)估及其優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐。

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